數(shù)控機(jī)床的主體機(jī)構(gòu)有以下特點(diǎn):1)由于采用了高性能的無級變速主軸及伺服傳動系統(tǒng),數(shù)控機(jī)床的極限傳動結(jié)構(gòu)大為簡化,傳動鏈也大大縮短;2)為適應(yīng)連續(xù)的自動化加工和提高加工生產(chǎn)率,數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)具有較高的靜、動態(tài)剛度和阻尼精度,以及較高的耐磨性,而且熱變形?。?)為減小摩擦、消除傳動間隙和獲得更高的加工精度,更多地采用了傳動部件,如滾珠絲杠副和滾動導(dǎo)軌、消隙齒輪傳動副等;4)為了改善勞動條件、減少輔助時間、改善操作性、提高勞動生產(chǎn)率,采用了刀具自動夾緊裝置、刀庫與自動換刀裝置及自動排屑裝置等輔助裝置。根據(jù)數(shù)控機(jī)床的適用場合和機(jī)構(gòu)特點(diǎn),對數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)因提出以下要求:
1、較高的機(jī)床靜、動剛度
數(shù)控機(jī)床是按照數(shù)控編程或手動輸入數(shù)據(jù)方式提供的指令自動進(jìn)行加工的。由于機(jī)械結(jié)構(gòu)(如機(jī)床床身、導(dǎo)軌、工作臺、刀架和主軸箱等)的幾何精度與變形產(chǎn)生的定位誤差在加工過程中不能為地調(diào)整與補(bǔ)償,因此,必須把各處機(jī)械結(jié)構(gòu)部件產(chǎn)生的彈性變形控制在zui小限度內(nèi),以保證所要求的加工精度與表面質(zhì)量。
2、減少機(jī)床的熱變形
在內(nèi)外熱源的影響下,機(jī)床各部件將發(fā)生不同程度的熱變形,使工件與刀具之間的相對運(yùn)動關(guān)系遭到破環(huán),也是機(jī)床季度下降。對于數(shù)控機(jī)床來說,因?yàn)槿考庸み^程是計算的指令控制的,熱變形的影響就更為嚴(yán)重。為了減少熱變形,在數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)中通常采用以下措施。(1)減少發(fā)熱;(2)控制溫升;(3)改善機(jī)床機(jī)構(gòu)。
3、減少運(yùn)動間的摩擦和消除傳動間隙
數(shù)控機(jī)床工作臺(或拖板)的位移量十一脈中當(dāng)量為zui小單位的,通常又要求能以基地的速度運(yùn)動。為了使工作臺能對數(shù)控裝置的指令作出準(zhǔn)確響應(yīng),就必須采取相應(yīng)的措施。目前常用的滑動導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌在摩擦阻尼特性方面存在著明顯的差別。在進(jìn)給系統(tǒng)中用滾珠絲杠代替滑動絲杠也可以收到同樣的效果。目前,數(shù)控機(jī)床幾乎無一例外地采用滾珠絲杠傳動。數(shù)控機(jī)床(尤其是開環(huán)系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床)的加工精度在很大程度上取決于進(jìn)給傳動鏈的精度。除了減少傳動齒輪和滾珠絲杠的加工誤差之外,另一個重要措施是采用無間隙傳動副。對于滾珠絲杠螺距的累積誤差,通常采用脈沖補(bǔ)償裝置進(jìn)行螺距補(bǔ)償。
4、提高機(jī)床的壽命和精度保持性
為了提高機(jī)床的壽命和精度保持性,在設(shè)計時應(yīng)充分考慮數(shù)控機(jī)場零部件的耐磨性,尤其是機(jī)床導(dǎo)軌、進(jìn)給伺港機(jī)主軸部件等影響進(jìn)度的主要零件的耐磨性。在使用過程中,應(yīng)保證數(shù)控機(jī)床各部件潤滑良好。
5、減少輔助時間和改善操作性能
數(shù)控機(jī)床的單件加工中,輔助時間(非切屑時間)占有較大的比重。要進(jìn)一步提高機(jī)床的生產(chǎn)率,就必須采取促使zui大限度地壓縮輔助時間。目前已經(jīng)有很多數(shù)控機(jī)床采用了多主軸、多刀架、以及帶刀庫的自動換刀裝置等,以減少換刀時間。對于切屑用量加大的數(shù)控機(jī)床,床身機(jī)構(gòu)必須有利于排屑。
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